PROTOTIPO FUNCIONAL FINAL

PROCESO DE FABRICACIÓN:

Para hacer el prototipo funcional final del curso de diseño biomecánico 1, se utilizó el laboratorio de procesos de manufactura de la Universidad Autónoma de Occidente.

Se realizó por el método de termo formado con la pistola de calor, a continuación se muestran los pasos para el diseño final:

1) Se utilizó el prototipo en MDF el cual en la entrada anterior se mostró cuando fue envuelto por un yeso, esto se hace para que el molde quede mas firme y sin huecos, el molde debe estar seco y tieso para continuar con el siguiente paso:

Imagen1. Molde en yeso.

Imagen2. Molde en yeso.

Imagen3. Molde en yeso.

2) Se recicló botellas de plástico limpias y secas, se obtuvieron del FABLAB donde tienen un punto de reciclaje, se utilizaron 2, una grande para la pierna y una mediana para el pie:

Imagen4. Botella de gaseosa.

3) Las botellas de gaseosa se cortaron por la mitad:

Imagen5. Cortando las botellas.

4) Cuando ya se han cortado las botellas se continua con el termo formado el cual se hace por medio de una pistola de calor:

Video1. Termo formado con la pistola de calor.

Video2. Termo formado con la pistola de calor.

Video3. Termo formado con la pistola de calor.

Video4. Termo formado con la pistola de calor.

Video5. Termo formado con la pistola de calor.

Video6. Termo formado con la pistola de calor.

Video7. Termo formado con la pistola de calor.

5) Cuando se termina con el termo formado, se quitan las piezas del molde de yeso, se cortan para comenzar con el proceso de ensamble y estética del prototipo:

Imagen6. Pieza - pierna.

Imagen7. Cortando las piezas.

Imagen8. Cortando las piezas.

Imagen9. Molde en botellas de gaseosa.

6) Se continua con la estética y el ensamble del producto

MATERIALES

Se utilizaron los siguientes materiales que nos permitió darle un mejor aspecto al diseño y acoplar cada parte.

Estética: Fomi blanco, pintura blanco, velkro blanco,silicona liquida,tres hebillas, super bonder.

Acople:  Dos tornillos, Cuatro terminales, Dos resortes.

Imagen10 Terminales y tornillos

Imagen11.Super bonder y resorte

Imagen12. Hebillas

Imagen13. Fomi y velkro

PROCEDIMIENTO

Para mejor la estética y acoplar las piezas se tuvo el siguiente procedimiento.
Primero: Se corto el fomi según el molde de la ortesis y se adherio a ella con silicona liquida.

Imagen14. Corte de fomi

Imagen 15. Unión del fomi con la ortesis

Segundo:  Se unió cada pieza con dos tornillos y se crearon tres bandas de ajuste entre el paciente y la ortesis.

Imagen 16.Hebillas de las bandas de juste

Imagen 17. Bandas de ajuste y unión de piezas

Imagen 18.Ensayo de las resistencias de las bandas de ajuste del prototipo

Tercero: Para mejorar su estética se pinto la ortesis y el molde con pintura blanca y pintura color piel.

Imagen 19.Mejora de la estética

Cuarto:  Para que el prototipo sea según lo diseñado se le puso resortes que permitirán tener el control del pie.

Imagen 20.Resorte y articulación

Imagen 21. Resorte

Quinto: Diseño final.

Imagen 22. Diseño Final

MOLDE EN YESO

A continuación se muestran las fotos cuando se moldea en yeso nuestro prototipo en MDF:

Imagen1. Rollo de yeso

 Se moja el rollo en agua para poder colocarlo en el molde de MDF:

Imagen2. Moldeo MDF.

Imagen3. Yeso en agua.

Imagen4. Procedimiento.

Imagen5. Yeso, Vista superior.

Imagen6. Yeso, Vista lateral.

Imagen7. Yeso, vista frontal.

Imagen8. Yeso terminado.

Imagen9. Yeso terminado.

Vídeo Procedimiento

Cálculos para la selección y el grosor del material

PROCESO DE SELECCIÓN DEL MATERIAL Y DEL GROSOR

Los cálculos se realizaron el programa de Smath Studio, se puede encontrar en el siguiente link:
http://en.smath.info/forum/

Para descargar los cálculos, la respectiva información y el código en Smath Studio, en el siguiente link:
https://www.dropbox.com/sh/kuzt89rlwlvh6v7/WI9BX-Cy8E?n=19256297

DETERMINACIÓN DE LA SOLUCION POSIBLE

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS.

Para escoger la mejor alternativa se tendrán en cuenta los siguientes criterios.

Imagen1. Criterios de selección de alternativas.

Se evaluó ponderando cada criterio según su importancia en el diseño (Tabla1) :

	ALTERNATIVA 1	ALTERNATIVA 2	ALTERNATIVA 3
FUNCIONABLE (30%)	5	5	4
ERGONÒMICO (20%)	5	4	3.5
ESTÈTICO (10%)	4	5	5
ECONÒMICO (20%)	4.5	4	4
COSTO ENERGETICO (20%)	4	4	3,8
TOTAL	4.6	4.4	4

Tabla 1. ponderación de alternativas de solución.

Para evaluar la alternativa 1 se tuvo en cuenta:

Ventajas:

•    Liviana.
•     Dinámica
•    Portable 
•     Confortable
•     Económica.

Desventajas

•  Incomodidad por el material

   Para evaluar la alternativa 2 se tuvo en cuenta:

Ventajas:

• Es totalmente controlable, pues maneja el control de la dorsiflexión del pie por medio de la hebilla graduable y brinda ajustes en laterales y planta.
• Es muy seguro, ya que permite un buen posicionamiento del pie.
•   Por su forma, no se hace tan notable, por lo que la parte estética está bien cubierta.
•  Los materiales con que se realiza son económicos, por lo tanto el costo del mismo es bajo.
•  El costo energético es bajo.

Desventajas

•  En la parte de comodidad, la banda de ajuste lo hace un poco incómodo, pues debe ser graduada por el usuario y ésta puede presentar desgaste

     Para evaluar la alternativa 3 se consideró que:

Ventajas

•   Fácil uso.
•    Material ligero.
•    Es de aspecto agradable.
•    Bajo costo económico.

Desventajas

•    El usuario necesita tiempo para adaptarse a ella. La cual le causara un alto costo energético mientras él se adecua a ella.
•     Al ser diseñada de acuerdo al tamaño del pie este puede causar en un lazo tiempo que sea incomodo si el pie cambia de tamaño.

Según los valores obtenidos de cada alternativa. La ganadora es la alternativa 1. Ya que este cumple con los criterios deseados y su funcionamiento será óptimo para el usuario.

ALTERNATIVA 3

Órtesis dinámica de pie-tobillo (órtesis tipo DAFO)

La alternativa numero dos alberga una órtesis tipo DAFO, la cual tiene una restricción para la flexión plantar, pero con dorsiflexión libre, lo cual es perfecto para el problema de pie caído. Es una órtesis muy flexible,  además que presenta un agarre del pie que permite controlar las atrofias presentes en pacientes con pie caído. El material de la órtesis es polipropileno, debido a que es el material más usado para la fabricación de órtesis de pie por su ligereza y bajo costo. Esta órtesis se fabrica sobre las medidas del paciente que la necesite, por lo cual es una órtesis personal.

Imagen1. Ejemplo de una órtesis tipo DAFO.

4C´S	Ventajas	Desventajas
Control	-Debido al agarre que la órtesis proporciona al pie, se puede lograr un control de los frecuentes problemas que ocasiona el pie caído. Por lo tanto, es el paciente quien realiza el movimiento, con ayuda de la órtesis, logrando un control de la misma.	-El control de la órtesis debe hacerse por el paciente, lo cual resulta más complicado, ya que puede necesitarse tiempo para la adaptación de la persona. -Puede ocasionar problemas de control, ya que no hay agarre desde la pantorrilla.
Confortabilidad	-El material con que se fabrica la prótesis es muy ligero. -El diseño de la órtesis es fácil de usar, por lo tanto no genera incomodidad para el paciente. -Ya que para la fabricación de la órtesis se toman medidas exactas, genera un grado de confort alto para quien la use.	-Ya que las órtesis son fabricadas sobre medida, en el caso en que aumenten o disminuyan las medidas del pie del paciente, la confortabilidad se verá afectada
Cosmesis	-Debido al material con que se fabrica, la órtesis DAFO es estéticamente agradable, ya que el polipropileno es un material moldeable y de un color neutro, que deja que los pacientes se sientan bien a la hora de usarla.
Costo	-El polipropileno es un material bajo en costo, lo cual es una ventaja. -Una vez se tenga controlada la órtesis por parte del paciente, el costo energético será mínimo.	-El costo energético puede variar, ya que el paciente debe adaptarse a la órtesis, lo cual implica tiempo y esfuerzos del paciente.

ALTERNATIVA 2

Órtesis articulada de tobillo-pie

Órtesis articulada que permite  el movimiento ligeros en el tobillo. Cubre la planta del pie y 8 cm por encima del tobillo brindándole soporte  al pie y una adecuada posición, por medio de dos fajas permite un ajuste adecuado al pie del usuario y por medio de una banda ajustable regular  el  movimiento  de  dorsiflexion  por  ademas de impide la flexión plantar.  Es un diseño graduable y cómodo para los usuarios, fabricado en dos materiales,  uno  que permite la regulación de la dorsiflexion y  ajuste de la  pantorrilla y pie ,  y otro  que permite una posición estable   de soporte del pie.

• Soporte. El soporte será para desde  8 cm  por encima del tobillo y la planta del pie que estarán articulados con el fin de permitir al usuario movimientos ligeros. Este soporte evita desviaciones del pie  y  serve de soporte para el ajuste de la dorsiflexion. Su material es un polipropileno.

Imagen 1.  Soporte plantar

• Banda de ajuste y regulación de dorsiflexión.  Son dos tipos de bandas que le dan ajuste y regulación a la órtesis.

-          Bandas de ajuste. Bandas que estarán colocados en  el soporte de la planta del pie y en por encima del tobillo, ajustando  los laterales, en medio de ella se encuentra dos piezas que  tiene la banda de regulación. Estas bandas son de polipropileno.

-          Banda de regulación. Banda ajustable con hebilla que permita moverse de acuerdo  a lo necesitado por el usuario. El material de esta banda es una tela no flexible.

Imagen 2.  Bandas de ajuste y regulación de dorsiflexión.

4C´S	Ventajas	Desventajas
Control	-Este diseño tiene la posibilidad de controlar el ángulo de dorsiflexion del pie por medio de la hebilla graduable. -Además brinda ajuste en la planta y los laterales del pie.
Confortabilidad	-Es muy seguro, y permite que el pie queda en una buena posición.
Cosmesis	-Es estético y no es tan notable, permitiéndose al usuario ponerse zapatos.	-Al tener una banda de ajuste debe ser graduada por el usuario y puede tener desgaste.
Costo	-Por estar compuesto por materiales relativamente económicos su costo no es elevado. -El gasto energético no es elevado.

Imagen 3.Diseño

ALTERNATIVA 1

Las siguientes alternativas nos ayudaran a encontrar una solución para el síndrome de pie caído, se necesita que la solución a escoger sea factible, ergonómica, estética y que regule correctamente la posición del pie.

ALTERNATIVA 1

Órtésis de Pierna, tobillo y pie

Esta primera alternativa se trata de una órtesis de Pierna, tobillo y pie de 90 grados con articulación. La articulación estará ubicada en el tobillo-pie para proporcionar mayor movilidad al caminar y así corregir el síndrome de pie caído (ayuda a la dorsiflexión). El material de fabricación de esta órtesis es polipropileno.

4C´S	Ventajas	Desventajas
Control	-Debido a que la órtesis en esta alternativa es diseñada en material de polipropileno va a ser muy liviana cuando se vaya a manejar, el material proporciona a la persona control en ella, puede realizar las diferentes labores cotidianas, debido a lo ligera que es. -Tiene articulaciones en el tobillo-pie lo cual la hace más dinámica y con movimiento necesario a la hora de dar la marcha, no queda recto el pie sin poder hacer el pliegue. - Presenta un sistema de resortes que le permitirán tener control en la ortesis en el movimiento que esta realice.	-El control sobre la órtesis la tiene que realizar el paciente.
Confortabilidad	-Es confortable debido a lo ligera que es, el paciente no va a tener problema. -Confortable, no ocupa ningún espacio ya que como es plegable cuando ya no está en uso se puede guardar en cualquier lugar.	-Puede causar incomodidad debido al material (pp).
Cosmesis	-Estética: se puede colocar debajo del pantalón de tal forma que va hacer muy privada y practica a la hora de salir a la calle, sin necesidad de sentirse excluido.
Costo	-Costo energético: Debido al material (polipropileno) que se va realizar esta alternativa, el usuario no realiza costo energético en el momento de su uso (Ligero). -Costo económico: Tiene un costo económico bajo.

Alternativa 1: Visión General de sus partes y Forma Geométrica.

Alternativa 1: Funcionalidad de la órtesis, Movimientos que permite generar la órtesis.